WASHINGTON, 18. August 2025 – Egal, ob es zerkleinert oder gewürfelt ist, Eis schmilzt irgendwann zu einer Pfütze – aber eine Alternative namens Gelee-Eis tut das nicht. Die Forscher Jiahan Zou und Gang Sun haben einen einstufigen Prozess entwickelt, um das wiederverwendbare, kompostierbare Material aus Gelatine herzustellen, dem gleichen Bestandteil wie bei den wackeligen Desserts. Da gefrorenes Gelee-Eis beim Auftauen nicht ausläuft, ist es ideal für Lebensmittelversorgungsketten und den Transport von Medikamenten. Das Team erforscht auch proteinbasierte Strukturen für lebensmittelsichere Beschichtungen und im Labor gezüchtete Fleischgerüste.
Zou wird ihre Ergebnisse auf der Herbsttagung der American Chemical Society (ACS) vorstellen. Die ACS Fall 2025 findet vom 17. bis 21. August statt und bietet etwa 9.000 Präsentationen zu einer Reihe von wissenschaftlichen Themen.
Das Gelee-Eis-Projekt begann mit einer Frage, die Luxin Wang, Lebensmittelwissenschaftlerin an der University of California, Davis, an Zou und Sun stellte. Wang sah, wie das Eis in den Vitrinen von Lebensmittelgeschäften schmolz und machte sich Sorgen, dass das Schmelzwasser Krankheitserreger verbreiten und die gesamte Vitrine kontaminieren könnte. Sie fragte, ob die Forscher ein wiederverwendbares Material herstellen könnten, das wie normales Eis funktioniert, aber keine potenziell kontaminierte Pfütze erzeugt.
Die Inspiration für das neue Material kam vom Einfrieren von Tofu. Sun, ein Materialwissenschaftler, der ebenfalls an der UC Davis arbeitet und Zou bei ihrer Forschung beraten hat, erklärt: „Gefrorener Tofu behält sein Wasser im Inneren, aber wenn man ihn auftaut, gibt er das Wasser ab. Also haben wir versucht, dieses Problem mit einem anderen Material zu lösen: Gelatine.“
Gelatineproteine haben zwei Eigenschaften, die die Forscher wollten: Sie sind lebensmittelecht, und ihre langen Stränge verbinden sich miteinander und bilden Hydrogele mit winzigen Poren, die im Gegensatz zu Tofu Wasser speichern. Die ersten Tests der mit diesem natürlichen Polymer (auch Biopolymer genannt) hergestellten Hydrogele waren ein Erfolg. Das Wasser blieb in den Poren, während es Phasenwechsel durchlief, von Flüssigkeit zu Eis und wieder zurück, ohne die Strukturen zu beschädigen oder aus dem Hydrogel auszutreten.
Im Laufe der Jahre hat Zou die Formel und die Produktionsmethoden für die Hydrogele auf Gelatinebasis optimiert. Jetzt hat sie ein praktisches, einstufiges Verfahren zur Herstellung von Gelee-Eis, das zu 90% aus Wasser besteht und wiederholt mit Wasser oder verdünnter Bleiche gewaschen, eingefroren und aufgetaut werden kann. Das kühlende Material wackelt und quetscht bei Raumtemperatur. Aber wenn es unter den Gefrierpunkt von Wasser, 32 Grad Fahrenheit (0 Grad Celsius), abgekühlt wird, geht es in einen festeren, solideren Zustand über.
„Im Vergleich zu normalem Eis derselben Form und Größe hat Geleeeis eine bis zu 80% höhere Kühleffizienz – die Menge an Wärme, die das Gel durch Phasenwechsel absorbieren kann“, sagt Zou, die mehr darüber erzählen wird, wenn sie die neueste Version von Geleeeis auf der ACS Fall 2025 präsentiert. „Und wir können das Material wiederverwenden und die Wärmeabsorption über mehrere Gefrier-Auftau-Zyklen hinweg beibehalten, das ist ein Vorteil gegenüber normalem Eis.
Das Team kann Gelee-Eis in 0,45 Kilogramm schweren Platten herstellen, ähnlich wie die derzeit im Handel erhältlichen Gel-Kühlpackungen mit ihren sperrigen Plastikhüllen. Das neue Kühlmaterial hat jedoch Vorteile gegenüber Kühlpacks oder Trockeneis: Es lässt sich an jede Form und jedes Design anpassen und ist kompostierbar. In einer Reihe von Experimenten verbesserte das kompostierte Gel das Wachstum von Tomatenpflanzen, wenn es auf die Blumenerde aufgetragen wurde. Und da das Kühlmaterial keine synthetischen Polymere enthält, sollte es auch kein Mikroplastik erzeugen.
Zou und Sun sagen, dass Gelee-Eis, das ursprünglich für die Konservierung von Lebensmitteln entwickelt wurde, vielversprechend für den medizinischen Transport, die Biotechnologie und den Einsatz in Gebieten ist, in denen nur wenig Wasser für die Eisbildung zur Verfügung steht.
Derzeit gibt es Lizenzen für die Jelly-Ice-Technologie. Zou hofft, dass dies bedeutet, dass das Kühlmaterial den Verbrauchern als schmelzwasserfreie, lebensmittelechte und kompostierbare Alternative zu Eis zur Verfügung stehen wird. Sie räumt jedoch ein, dass es noch einige Schritte der Marktanalyse, des Produktdesigns und groß angelegter Produktionstests bedarf, bevor es kommerzialisiert werden kann.
Aber während sich das Gelee-Eis auf Gelatinebasis seinen Weg auf den Markt bahnt, hat Zou auch Interesse an anderen natürlichen Biopolymeren entwickelt. Sie hat ihre Forschung auf pflanzliche Proteine ausgeweitet, die als Nebenprodukte in der Landwirtschaft anfallen, wie z.B. Sojaproteine, um nachhaltigere Materialien herzustellen. Sie konzentriert sich auf die Entwicklung von Sojaproteinen für abnehmbare Arbeitsplattenbeschichtungen und zelluläre Gerüste für gezüchtetes Fleisch. Sie wird auf der ACS Fall 2025 mehr über diese Arbeit vorstellen.
„Bei meiner Forschung habe ich erkannt, wie mächtig Mutter Natur bei der Entwicklung von Biopolymeren ist und welche enormen Möglichkeiten sie bieten“, sagt Zou. „Ich glaube, dass es erstaunliche Produkte aus Biopolymeren geben wird, denn die Materialien selbst lehren uns, wie wir mit ihnen arbeiten können.“
Die Forschung wurde durch das National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums, einen Henry A. Jastro Graduate Research Award der UC Davis und einen Food Systems Innovation Award des Innovation Institute for Food and Health der UC Davis finanziert.